2026届高考物理一轮总复习专题09：超重和失重

2026高考物理一轮总复习专题9：超重和失重 （共13页） 目录 【链接高考】 1 【知识梳理】 3 【考纲要求】 3 【考点梳理】 3 考点：超重、失重、完全失重 3 【考向分析】 4 考向一、升降机里的超重和失重现象 4 考向二、其它超重和失重问题 4 考向三、牛顿运动定律在解临界问题中的应用 5 考向四、程序法解题 5 【链接高考】 1．（2024·全国甲卷·高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为 N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于 （填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 （结果保留1位小数）。 2．（2020·山东·高考真题）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　　） A．0~t1时间内，v增大，FN>mg B．t1~t2时间内，v减小，FN<mg C．t2~t3时间内，v增大，FN <mg D．t2~t3时间内，v减小，FN >mg 3．（2022·浙江·高考真题）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（   ）    A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡 B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力 C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力 D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点 4．（2024·山东菏泽·一模）某同学在手机上放一本《现代汉语词典》并打开手机软件里的压力传感器，托着手机做下蹲——起立的动作，传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时间。根据图线下列说法正确的是（　　） A．0~5s内该同学做了2次下蹲——起立的动作 B．起立过程中人始终处于超重状态 C．图中0.5s时人处在下蹲的最低点 D．3s时加速度方向竖直向上 【知识梳理】 【考纲要求】 1、理解牛顿第二定律，并会解决应用问题； 2、理解超重和失重的概念，会分析超重和失重现象，并能解决具体超重和失重。 【考点梳理】 考点：超重、失重、完全失重 1、超重 　　当物体具有竖直向上的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。 2、失重 　　物体具有竖直向下的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。 3、完全失重 　　物体以加速度a=g向下竖直加速或向上减速时（自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时以及忽略空气阻力的各种抛体运动），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。 在完全失重的状态下，由重力产生的一切物理现象都会消失。如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等，但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的，因为弹簧测力计是根据F＝kx制成的，而不是根据重力制成的。 要点诠释：（1）当系统的加速度竖直向上时（向上加速运动或向下减速运动）发生超重现象，当系统的加速度竖直向下时（向上减速运动或向下加速运动）发生失重现象；当竖直向下的加速度正好等于g时（自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面）发生完全失重现象。 　　（2）超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关，而与物体的速度大小和方向无关。“超重”不能理解成物体的重力增加了；“失重”也不能理解为物体的重力减小了；“完全失重”不能理解成物体的重力消失了，物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。 （3）人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小，用这种方法测得的重力大小常称为“视重”，其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力。 运动情况 超重、失重 视重 平衡状态 不超重、不失重 具有向上的加速度a 超重 具有向下的加速度a 失重 向下的加速度为 完全失重 【考向分析】 考向一、升降机里的超重和失重现象 1．（2024·辽宁·三模）一同学乘电梯上楼，从静止开始出发，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为加速度的正方向，则（    ）    A．时地板对该同学的支持力最小 B．时电梯对该同学的支持力为零 C．6~8s内电梯上升的高度约为4m D．6~8s内电梯上升的高度约为9m 考向二、其它超重和失重问题 1．（2025·浙江台州·二模）家用室内引体向上器通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与门框或墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，当质量为50kg的同学握住水平单杠保持静止，且只有双手接触单杠并双腿悬空，不计引体向上器的质量。则（    ） A．双手间距离越小，人所受到单杠的作用力越小 B．单杠对每只手臂作用力大小一定为250N C．双手间距离越大，橡胶垫与墙面间的摩擦力越大 D．同学由静止下降到最低点的过程中，橡胶垫与墙面间的摩擦力先小于同学的重力，后大于同学的重力 考向三、牛顿运动定律在解临界问题中的应用 1、如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平面上，上端固定一质量为的托盘，托盘上有一个质量为m的木块。用竖直向下的力将原长为的弹簧压缩后突然撤去外力，则m即将脱离时的弹簧长度为（ ） A． 　B． C． D． 考向四、程序法解题 1.如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下挂一质量为m0的平盘，盘中有物体质量为m，当盘静止时，弹簧伸长了，现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度内，则刚松开手时盘对物体的支持力等于（ ） A. 　 B. 　 C. 　 　 D. 【高考解题速通】 1．（2011·上海·高考真题）如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为，球b所受细线的拉力为．剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力( ) A．小于 B．等于 C．等于 D．大于 2．（2018·浙江·高考真题）如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是 A． B． C． D． 3．（2015·重庆·高考真题）若货物随升降机运动的图像如图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力与时间关系的图像可能是（　　） A． B． C． D． 4．（2011·北京·高考真题）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动，某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示，将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g，据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（　　） A．g B．2g C．3g D．4g 5．（2010·浙江·高考真题）如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）．下列说法正确的是 A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 6．（2024·北京海淀·一模）如图所示，某人站上向右上行的智能电动扶梯，他随扶梯先加速，再匀速运动。在此过程中人与扶梯保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A．扶梯加速运动阶段，人处于超重状态 B．扶梯加速运动阶段，人受到的摩擦力水平向左 C．扶梯匀速运动阶段，人受到重力、支持力和摩擦力 D．扶梯匀速运动阶段，人受到的支持力大于重力 7．（2023·北京房山·二模）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图所示。弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。弹簧下端悬挂重物，静止时，弹簧下端的指针指直尺上某一位置，标记为0，将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量电梯运行时竖直方向的加速度。下列说法正确的是（　　） A．指针指到0刻度时，说明电梯处于静止状态 B．若电梯上升，则指针一直指在0刻线以下 C．各刻度对应加速度的值是均匀的 D．若改变重物的质量，则各刻度对应的加速度值不变 8．（2024·广东佛山·一模）某同学体重，乘电梯上行时，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度如下图所示。竖直向上为正方向。关于该段时间下列说法正确的是（　　） A．该同学处于失重状态 B．电梯向下加速运动 C．该同学受到的最小支持力约为 D．该同学受到的最大支持力约为 9．（2021·河南开封·模拟预测）如图所示，某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。两质量均为2的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器显示示数。重力加速度g取10。不计空气阻力，则（　　） A．箱子静止时，底部压力传感器显示示数 B．当时，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子下蹲 C．当时，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上站起 D．若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为30N 10．（2023·浙江绍兴·一模）小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是（　　） A．a点对应时刻，小明向下的速度最大 B．a点对应时刻，小明向下的加速度最大 C．b点对应时刻，小明处于超重状态 D．图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立 11．（2024·辽宁辽阳·模拟预测）某同学站在力传感器下蹲，力传感器上显示的图线可能是（    ） A． B． C． D． 12．（2024·福建厦门·二模）在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学快速下蹲后立即蹬伸竖直起跳。在此过程中，测得该同学竖直方向加速度a随时间t的变化关系如图所示，已知竖直向上为正方向，则该同学（　　） A．从A到B的过程中，处于超重状态 B．在B点时，速度为零 C．在C点时，恰好离开地面 D．从C到D的过程中，处于失重状态 13．（2022·全国·模拟预测）蹦极就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A．人的质量约为 B．t0时人处于失重状态 C．人的最大加速度为2g D．0.2t0时刻，人的速度最大 14．（2024·辽宁·一模）如图（a）所示，四旋翼无人机下方通过悬杆连接一质量为m的相机。取竖直向上为正方向，某段时间内该无人机沿竖直方向运动的位移x随时间t变化的图线如图（b）所示，该图线为抛物线的一部分，时对应图线的顶点。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．内，相机处于超重状态；内，相机处于失重状态 B．内，相机处于失重状态；内，相机处于超重状态 C．时，悬杆对相机的拉力大小为 D．时，悬杆对相机的拉力小于 15．（2009·广东·高考真题）（多选）某同学在地面上用体重计称得体重为490N。他将体重计移至电梯内称其体重，至时间段内，体重计的示数如图甲所示，电梯运行的图像可能是下图中的哪一个？（取电梯向上运动的方向为正）（　　） A． B． C． D． 16．（2007·海南·高考真题）（多选）游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉．下列描述正确的是（   ） A．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态 B．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态 C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态 D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态 17．（2015·江苏·高考真题）（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（ ） A．t=2s时最大 B．t=2s时最小 C．t=8.5s时最大 D．t=8.5s时最小 18．（2010·海南·高考真题）（多选）如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为 A．加速下降 B．加速上升 C．减速上升 D．减速下降 19．（2023·贵州安顺·一模）（多选）很多智能手机都装有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动。规定竖直向上为正方向，得到竖直方向上加速度随时间变化的图像（如图）。则下列关于手机的运动和受力情况的判断正确的是（　　） A．在时刻速度达到最大 B．在时刻开始减速上升 C．在到时间内受到的支持力逐渐减小 D．在到时间内受到的支持力逐渐增大 20．（2022·浙江杭州·模拟预测）如图所示为一种巨型娱乐器械，可以使人体验超重和失重状态。一个可乘坐二十多人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落的高度是，当落到离地面的位置时开始制动，座舱做匀减速运动。若座舱中某人的质量为。不计空气阻力。求： （1）座舱运动的最大速度； （2）座舱运动的总时间； （3）当落到离地面的位置时，座舱对人的作用力。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2026高考物理一轮总复习专题9：超重和失重 （共22页） 目录 【链接高考】 1 【知识梳理】 4 【考纲要求】 4 【考点梳理】 4 考点：超重、失重、完全失重 4 【考向分析】 5 考向一、升降机里的超重和失重现象 5 考向二、其它超重和失重问题 6 考向三、牛顿运动定律在解临界问题中的应用 6 考向四、程序法解题 7 【链接高考】 1．（2024·全国甲卷·高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为 N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于 （填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 （结果保留1位小数）。 【答案】(1)5.0 (2) 失重 1.0 【详解】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N，则读数为5.0N。 （2）[1]电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状态； [2]根据 根据牛顿第二定律 代入数据联立解得电梯加速度大小 2．（2020·山东·高考真题）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　　） A．0~t1时间内，v增大，FN>mg B．t1~t2时间内，v减小，FN<mg C．t2~t3时间内，v增大，FN <mg D．t2~t3时间内，v减小，FN >mg 【答案】D 【详解】A．由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则 FN<mg A错误； B．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则 FN=mg B错误； CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，处于超重，则 FN>mg C错误，D正确。 故选D。 3．（2022·浙江·高考真题）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（   ）    A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡 B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力 C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力 D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点 【答案】C 【详解】A．鱼儿吞食花瓣时处于失重状态，A错误； BC．鱼儿摆尾出水时排开水的体积变小，浮力变小，鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾时水对鱼向上的作用力大于重力，B错误、C正确； D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点，否则就无动作可言，D错误。 故选C。 4．（2024·山东菏泽·一模）某同学在手机上放一本《现代汉语词典》并打开手机软件里的压力传感器，托着手机做下蹲——起立的动作，传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时间。根据图线下列说法正确的是（　　） A．0~5s内该同学做了2次下蹲——起立的动作 B．起立过程中人始终处于超重状态 C．图中0.5s时人处在下蹲的最低点 D．3s时加速度方向竖直向上 【答案】D 【详解】AB．下蹲过程先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，先处于失重后处于超重；起立过程先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，先处于超重后处于失重；由图可知，0~5s内该同学做了1次下蹲——起立的动作，故AB错误； C．图中0.5s时，人向下的加速度最大，仍处于向下加速阶段，不是处在下蹲的最低点，故C错误； D．由图可知，3s时处于超重状态，加速度方向竖直向上，故D正确。 故选D。 【知识梳理】 【考纲要求】 1、理解牛顿第二定律，并会解决应用问题； 2、理解超重和失重的概念，会分析超重和失重现象，并能解决具体超重和失重。 【考点梳理】 考点：超重、失重、完全失重 1、超重 　　当物体具有竖直向上的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。 2、失重 　　物体具有竖直向下的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。 3、完全失重 　　物体以加速度a=g向下竖直加速或向上减速时（自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时以及忽略空气阻力的各种抛体运动），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。 在完全失重的状态下，由重力产生的一切物理现象都会消失。如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等，但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的，因为弹簧测力计是根据F＝kx制成的，而不是根据重力制成的。 要点诠释：（1）当系统的加速度竖直向上时（向上加速运动或向下减速运动）发生超重现象，当系统的加速度竖直向下时（向上减速运动或向下加速运动）发生失重现象；当竖直向下的加速度正好等于g时（自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面）发生完全失重现象。 　　（2）超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关，而与物体的速度大小和方向无关。“超重”不能理解成物体的重力增加了；“失重”也不能理解为物体的重力减小了；“完全失重”不能理解成物体的重力消失了，物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。 （3）人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小，用这种方法测得的重力大小常称为“视重”，其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力。 运动情况 超重、失重 视重 平衡状态 不超重、不失重 具有向上的加速度a 超重 具有向下的加速度a 失重 向下的加速度为 完全失重 【考向分析】 考向一、升降机里的超重和失重现象 1．（2024·辽宁·三模）一同学乘电梯上楼，从静止开始出发，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为加速度的正方向，则（    ）    A．时地板对该同学的支持力最小 B．时电梯对该同学的支持力为零 C．6~8s内电梯上升的高度约为4m D．6~8s内电梯上升的高度约为9m 【答案】C 【详解】A．时，加速度向上且最大，则该同学处于超重状态，根据牛顿第二定律可得 可知地板对该同学的支持力最大，故A错误； B．时，加速度为0，根据受力平衡可知，电梯对该同学的支持力等于同学的重力，故B错误； CD．根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，由图可知，内围成的面积大约有4个小方格，则时的速度为 由图像可知，6~8s内电梯的加速度为0，做匀速运动，上升的高度约为 故C正确，D错误。 故选C。 考向二、其它超重和失重问题 1．（2025·浙江台州·二模）家用室内引体向上器通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与门框或墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，当质量为50kg的同学握住水平单杠保持静止，且只有双手接触单杠并双腿悬空，不计引体向上器的质量。则（    ） A．双手间距离越小，人所受到单杠的作用力越小 B．单杠对每只手臂作用力大小一定为250N C．双手间距离越大，橡胶垫与墙面间的摩擦力越大 D．同学由静止下降到最低点的过程中，橡胶垫与墙面间的摩擦力先小于同学的重力，后大于同学的重力 【答案】D 【详解】A．人所受到单杠的作用力和重力平衡，则人所受到单杠的作用力大小不变，为N 故A错误； B．只有两手臂平行时，单杠对每只手臂作用力大小为N 两手臂有夹角时，单杠对每只手臂作用力都大于250N，故B错误； C．不计引体向上器的质量，橡胶垫与墙面间的摩擦力等于人的重力不变，故C错误； D．同学由静止下降到最低点的过程中，人先加速度先向下，再向上，先失重后超重，结合牛顿第二定律可知，橡胶垫与墙面间的摩擦力先小于同学的重力，后大于同学的重力，故D正确； 故选D。 考向三、牛顿运动定律在解临界问题中的应用 1、如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平面上，上端固定一质量为的托盘，托盘上有一个质量为m的木块。用竖直向下的力将原长为的弹簧压缩后突然撤去外力，则m即将脱离时的弹簧长度为（ ） A． 　B． C． D． 【答案】A 【解析】弹簧上端只有托盘时，弹簧被压缩的长度为；当再加上木块时，弹簧被压缩的长度为；在力的作用下，弹簧被压缩的更多。撤去外力后，两者加速向上运动，当到达压缩量为时，速度达到最大而加速度为零，显然这时木块和托盘之间有压力作用，且压力等于木块的重力。再向上做减速运动，由于木块处于失重状态，对托盘的压力变小。当恰好分离时，两者恰好无相互作用力，此临界状态，两者都处于完全失重，所以弹簧为原长。故选A。 【总结升华】解决问题的关键是正确找到分离的位置。恰好分离的瞬间，从受力的角度分析是木块和托盘间的弹力恰好为零，木块此时的加速度为重力加速度，托盘的加速度也恰好为重力加速度，木块对托盘没有作用力，所以弹簧对托盘的弹力为零。所以弹簧应该为原长。 考向四、程序法解题 1.如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下挂一质量为m0的平盘，盘中有物体质量为m，当盘静止时，弹簧伸长了，现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度内，则刚松开手时盘对物体的支持力等于（ ） A. 　 B. 　 C. 　 　 D. 【答案】B 【解析】题目描述主要有两个状态：（1）未用手拉时盘处于静止状态； （2）松手时盘处于向上加速状态，对于这两个状态，分析即可： 当弹簧伸长静止时，对整体有 　　① 当刚松手时，对整体有： 对m有： ③ 对①、②、③解得： 【总结升华】在求解物体从一种运动过程(或状态)变化到另—种运动过程(或状态)的力学问题(称之为“程序题 ”)时，通常用“程序法”求解。要求我们从读题开始，就要注意到题中能划分多少个不同的过程或多少个不同的状态，然后对各个过程或各个状态进行分析(称之为“程序分析”)，最后逐一列式求解得到结论。“程序法”是一种重要的基本解题方法，我们在“程序分析 ” 的基础上，通过比较各个过程(或状态)下力产生的效果，然后，从力的效果出发分步列方程，这样解题往往简化了数学列式和数学运算，使问题得到了巧解。 【高考解题速通】 1．（2011·上海·高考真题）如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为，球b所受细线的拉力为．剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力( ) A．小于 B．等于 C．等于 D．大于 【答案】D 【详解】试题分析：以箱子和a合在一起为研究对象，设其质量为M，剪断连接球b的细线前，则FN=Mg-F+Fe，其中Fe表示b对a的库仑力，也即为b对a和箱子整体的库仑力； 剪断连接球b的细线后，则FN′=Mg+Fe′，又由于在球b上升过程中库仑力变大（距离变近），所以FN′＞FN+F，所以D正确；故选D． 考点：物体的平衡；库仑定律 【名师点睛】本题也可以根据超重和失重的知识求解，开始对木箱和a受力分析，支持力和总重力平衡，剪断细线后，b加速上升，整体处于超重状态，故支持力变大． 2．（2018·浙江·高考真题）如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故C正确，A、B、D错误； 故选C． 【点睛】人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态． 3．（2015·重庆·高考真题）若货物随升降机运动的图像如图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力与时间关系的图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由图知：过程①为向下匀加速直线运动（加速度向下，失重，）； 过程②为向下匀速直线（平衡，）； 过程③为向下匀减速直线运动（加速度向上，超重，）； 过程④为向上匀加速直线运动（加速度向上，超重，）； 过程⑤为向上匀速直线运动（平衡，）； 过程⑥为向上匀减速直线运动（加速度向下，失重，）；综合各个过程，可知B正确，ACD错误。 故选B。 4．（2011·北京·高考真题）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动，某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示，将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g，据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（　　） A．g B．2g C．3g D．4g 【答案】B 【详解】人落下后，做阻尼振动，振动幅度越来越小，最后静止不动，结合拉力与时间关系图象可以知道，人的重力等于0．6F0，而最大拉力为1．8F0，即0．6F0=mg ① Fm=1．8F0 ② 结合牛顿第二定律，有F-mg=ma    ③ 当拉力最大时，加速度最大，因而有1．8F0-mg=mam④ 由①④两式解得am=2g，故选B． 5．（2010·浙江·高考真题）如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）．下列说法正确的是 A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 【答案】A 【详解】解：以A、B整体为研究对象：在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为g，方向竖直向下． 再以A为研究对象：因加速度为g，方向竖直向下，由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用，即A和B之间没有作用力． 故选A． 【点评】本题是整体法和隔离法的应用，整体跟部分的运动情况相同，可以通过计算整体的加速度来确定部分的加速度，再对部分进行受力分析，得出最终结论． 6．（2024·北京海淀·一模）如图所示，某人站上向右上行的智能电动扶梯，他随扶梯先加速，再匀速运动。在此过程中人与扶梯保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A．扶梯加速运动阶段，人处于超重状态 B．扶梯加速运动阶段，人受到的摩擦力水平向左 C．扶梯匀速运动阶段，人受到重力、支持力和摩擦力 D．扶梯匀速运动阶段，人受到的支持力大于重力 【答案】A 【详解】AB．依题意可知在加速运动过程中，人的加速度向右上方，加速度在竖直向上的方向上有分量和在水平向右方向有分量，可知人处于超重状态，人受到的摩擦力水平向右，故A正确，B错误； CD．扶梯匀速运动阶段，由平衡条件可知人受到自身重力，扶梯对它竖直向上的支持力，共计两个力的作用，且扶梯对人的支持力大小等于重力大小，故C、D错误。 故A。 7．（2023·北京房山·二模）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图所示。弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。弹簧下端悬挂重物，静止时，弹簧下端的指针指直尺上某一位置，标记为0，将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量电梯运行时竖直方向的加速度。下列说法正确的是（　　） A．指针指到0刻度时，说明电梯处于静止状态 B．若电梯上升，则指针一直指在0刻线以下 C．各刻度对应加速度的值是均匀的 D．若改变重物的质量，则各刻度对应的加速度值不变 【答案】C 【详解】A．静止时，弹簧下端的指针指直尺上某一位置，标记为0，此时重力与弹簧弹力等大反向，处于平衡状态，所以指针指到0刻度时，说明电梯处于静止或者匀速直线运动状态，故A错误； B．若电梯匀速上升，针指到0刻度；若电梯加速上升，重物处于超重，指针指在0刻线以下；若电梯减速上升，重物处于失重，指针指在0刻线以上，故B错误； CD．若规定竖直向上为正方向，设稳定时弹簧长度的读数为l，根据牛顿第二定律有 可得 可知各刻度对应加速度的值是均匀的，若改变重物的质量，则各刻度对应的加速度值要发生变化，故C正确，D错误。 故选C。 8．（2024·广东佛山·一模）某同学体重，乘电梯上行时，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度如下图所示。竖直向上为正方向。关于该段时间下列说法正确的是（　　） A．该同学处于失重状态 B．电梯向下加速运动 C．该同学受到的最小支持力约为 D．该同学受到的最大支持力约为 【答案】D 【详解】A．由图可知，的加速度为正，方向是竖直向上，则处于超重状态，故A错误； B．由图可知，的加速度为负，方向是竖直向下，9s的速度是竖直向上的，故电梯向上减速运动，故B错误； C．由图可知，处于10s时，，同学受到的支持力最小，约为 解得 故C错误； D．由图可知，处于4s时，，同学受到的支持力最大，约为 解得 故D正确。 故选D。 9．（2021·河南开封·模拟预测）如图所示，某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。两质量均为2的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器显示示数。重力加速度g取10。不计空气阻力，则（　　） A．箱子静止时，底部压力传感器显示示数 B．当时，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子下蹲 C．当时，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上站起 D．若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为30N 【答案】D 【详解】A．当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统受力分析可知 得下面压力传感器显示示数 对上面物体 得 故A错误； B．当时，对上面物体 所以加速度方向向上，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子开始站起，故B错误； C．当时 加速度方向向下，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子开始下蹲，故C错误； D．当箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物体所受合力均为，则应有 弹簧长度没变，所以两个压力传感器的示数均为30N，故D正确。 故选D。 10．（2023·浙江绍兴·一模）小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是（　　） A．a点对应时刻，小明向下的速度最大 B．a点对应时刻，小明向下的加速度最大 C．b点对应时刻，小明处于超重状态 D．图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立 【答案】A 【详解】ABD．小明在下蹲过程经历先向下加速再向下减速，即先失重后超重；起立过程经历先向上加速再向上减速，即先失重后超重，所以由图示可知，小明先下蹲后起立，小明完成了1次下蹲和1次起立，且a点对应时刻 小明的加速度为0，向下的速度达到最大，故A正确，BD错误； C．b点对应时刻，小明正在起立减速上升的过程，所以小明处于失重状态，故C错误。 故选A。 11．（2024·辽宁辽阳·模拟预测）某同学站在力传感器下蹲，力传感器上显示的图线可能是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】在下蹲过程中，先加速后减速，先失重后超重。 故选C。 12．（2024·福建厦门·二模）在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学快速下蹲后立即蹬伸竖直起跳。在此过程中，测得该同学竖直方向加速度a随时间t的变化关系如图所示，已知竖直向上为正方向，则该同学（　　） A．从A到B的过程中，处于超重状态 B．在B点时，速度为零 C．在C点时，恰好离开地面 D．从C到D的过程中，处于失重状态 【答案】D 【详解】A．从A到B的过程中，同学有向下的加速度，处于失重状态，故A错误； B．图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量，同学在A点的速度为零，故同学在B点时，速度不为零，故B错误； C．恰好离开地面时，地面对同学的作用力为零，不计空气阻力，则同学的加速度为重力加速度，故同学在D点时，恰好离开地面，故C错误； D．从C到D的过程中，同学有向下的加速度，处于失重状态，故D正确。 故选D。 13．（2022·全国·模拟预测）蹦极就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A．人的质量约为 B．t0时人处于失重状态 C．人的最大加速度为2g D．0.2t0时刻，人的速度最大 【答案】C 【详解】A．由图可知，最后拉力值稳定在0.6F0，即人的重力等于0.6F0，故人的质量为 A错误； B．t0时，弹性绳的拉力为1.6F0，大于人的重力，故人处于超重状态，B错误； C．由图可知，最大拉力为1.8F0，由牛顿第二定律可得 F−mg=ma 代入数据解得最大加速度为 a=2g C正确； D．当加速度为0时，即弹性绳的拉力等于重力时，人的速度最大，由图可知，0.2t0时刻，弹性绳的拉力不等于重力，D错误。 故选C。 14．（2024·辽宁·一模）如图（a）所示，四旋翼无人机下方通过悬杆连接一质量为m的相机。取竖直向上为正方向，某段时间内该无人机沿竖直方向运动的位移x随时间t变化的图线如图（b）所示，该图线为抛物线的一部分，时对应图线的顶点。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．内，相机处于超重状态；内，相机处于失重状态 B．内，相机处于失重状态；内，相机处于超重状态 C．时，悬杆对相机的拉力大小为 D．时，悬杆对相机的拉力小于 【答案】D 【详解】根据题意可知，由于无人机沿竖直方向运动的位移x随时间t变化的图线为抛物线的一部分，则无人机做匀变速直线运动，取竖直向上为正方向，由图可知，无人机先向上匀减速，时减速到零，之后开始向下做匀加速，整个过程加速度不变，方向竖直向下，可知相机内一直处于失重状态，则时，悬杆对相机的拉力小于。 故选D。 15．（2009·广东·高考真题）（多选）某同学在地面上用体重计称得体重为490N。他将体重计移至电梯内称其体重，至时间段内，体重计的示数如图甲所示，电梯运行的图像可能是下图中的哪一个？（取电梯向上运动的方向为正）（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【知识点】电梯中的超重和失重现象分析 【详解】由图像可知，人先超重，再平衡，最后失重，则电梯的加速度先向上，再匀速，后加速度向下；若电梯向上运动的方向为正，则电梯可能先匀加速向上，再匀速向上，最后匀减速向上；或者电梯可能先匀减速向下，再匀速向下，最后匀加速向下； 故选AC。 16．（2007·海南·高考真题）（多选）游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉．下列描述正确的是（   ） A．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态 B．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态 C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态 D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态 【答案】BC 【详解】A．当升降机加速上升时，乘客有向上的加速度，是由重力与升降机对乘客支持力的合力产生的。此时升降机对乘客的支持力大于乘客的重力，所以处于超重状态，A错误。 B．当升降机减速下降时，具有向上的加速度，同理此时乘客也处于超重状态，B正确。 C．当升降机减速上升时，具有向下的加速度，是由重力与升降机对乘客支持力的合力产生的，所以升降机对乘客的支持力小于乘客的重力，此时失重，C正确。 D．当升降机加速下降时，也具有向下的加速度，同理可得此时处于失重状态，D错误。 故选BC。 17．（2015·江苏·高考真题）（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（ ） A．t=2s时最大 B．t=2s时最小 C．t=8.5s时最大 D．t=8.5s时最小 【答案】AD 【详解】由于t=2s时物体向上的加速度最大，故此时人对地板的压力最大，因为地板此时对人的支持力最大；而t=8．5s时物体向下的加速度最大，故地板对的支持力最小，即人对地板的最小，故选项AD正确，选项BC错误． 18．（2010·海南·高考真题）（多选）如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为 A．加速下降 B．加速上升 C．减速上升 D．减速下降 【答案】BD 【详解】木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，物体受到的合力向上，所以系统应该有向上的加速度，是超重，物体可能是向上加速，也可能是向下减速，所以B正确． 【点睛】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度； 19．（2023·贵州安顺·一模）（多选）很多智能手机都装有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动。规定竖直向上为正方向，得到竖直方向上加速度随时间变化的图像（如图）。则下列关于手机的运动和受力情况的判断正确的是（　　） A．在时刻速度达到最大 B．在时刻开始减速上升 C．在到时间内受到的支持力逐渐减小 D．在到时间内受到的支持力逐渐增大 【答案】BC 【详解】A．由图象可知，时刻之前向上做加速度增大的加速运动，做加速度减小的加速运动，时刻速度最大。故A错误； B．由图可知，时刻后加速度方向向下，为失重状态，速度方向向上，所以向上做减速运动。故B正确； C．对物体进行受力分析可知，时间内，物体受力为 该段时间内，逐渐减小，因此支持力逐渐减小。故C正确； D．时间内，物体受力为 该段时间内，逐渐增大，因此支持力逐渐减小。故D错误。 故选BC。 20．（2022·浙江杭州·模拟预测）如图所示为一种巨型娱乐器械，可以使人体验超重和失重状态。一个可乘坐二十多人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落的高度是，当落到离地面的位置时开始制动，座舱做匀减速运动。若座舱中某人的质量为。不计空气阻力。求： （1）座舱运动的最大速度； （2）座舱运动的总时间； （3）当落到离地面的位置时，座舱对人的作用力。 【答案】（1）；（2）；（3）0 【详解】（1）座舱自由下落的高度为 由自由落体运动规律，设最大速度为v，有 得 （2）由自由落体运动规律 得自由下落阶段时间 设减速阶段加速度大小为a，有 解得 则减速阶段时间为 运动总时间 （3）离地时，还处于自由下落阶段，人处于完全失重状态，人对座舱的压力为0。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$